تحلیلی بر مدلسازی ریاضی در سینیتیک شیمیایی به منظور نوآوری در محتوای آموزشی

سینتیک شیمیایی به دلیل ماهیت چندسطحی و تلاقی مفاهیم میکروسکوپی، ماکروسکوپی و ریاضی، همواره یکی از پرچالش ترین حوزه های آموزش شیمی بوده است. هدف این مقاله بررسی نقش بنیادین مدلسازی ریاضی به عنوان یک رویکرد آموزشی و ابزار مفهومی جهت تسهیل درک این مفاهیم انتزاعی است. در این مقاله با تکیه بر مبانی نظری و بررسی خطاهای شناختی رایج مانند ضعف در استدلال کوواریانس و نگاشت نمادی اهمیت مدلسازی در یادگیری سینتیک تحلیل شده است. نتایج تحلیل نشان می دهد که درک قانون سرعت و معادله آرنیوس نیازمند توانایی در تشخیص تغییرات همزمان متغیرها و ترجمه درست روابط نمادی به معادلات ریاضی است. ناتوانی در این مهارت ها، ریشه بسیاری از خطاهای محاسباتی و مفهومی در دانش آموزان و دانشجویان معلمان است. بر این اساس ادغام هدفمند مدلسازی ریاضی در برنامه درسی دانشگاه فرهنگیان ضروری است. مدلسازی نه تنها درک عمیق تری از پدیده ها فراهم می کند بلکه توانایی های استدلال بین رشته ای، تفسیر فیزیکی پارامترها و انتقال نمایه نمودار، فرمول و پدیده را در معلمان آینده تقویت می نماید. اجرای موفق این رویکرد نیازمند بازنگری در سرفصل ها و بهره گیری از ابزارهای آموزشی نوین مانند جدول های تغییرات و شبیه سازی های گرافیکی است تا سینتیک شیمیایی به عنوان یک سیستم مدل سازی شده پویا آموزش داده شود.

کلیدواژه ها:

سینیتیک شیمیایی ، نگاشت نمادی ، دانشگاه فرهنگیان ، مدلسازی ، ریاضی ، استدلال کوواریانس